轿车车室声固耦合系统的模态分析

车室声学模态分析是汽车NVH特性研究的重要内容,识别系统模态对避免声学共振、降低车内噪声有重要意义。利用有限元法建立某轿车车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。列出三个系统的有限元方程式,使用MSC.Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学系统的声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析。测量车内纵向对称面上的等声压线以验证仿真结果。结果表明：结构与空气的相互作用将改变原系统(车身结构或车室空腔)模态的频率和振型,并将引起另一个系统产生相应模式的振动;系统第一阶声学模态为纵向声学模态,其振型的试验结果与仿真结果在分布特点、变化趋势等方面符合较好。     

基于声学灵敏度的汽车噪声声-固耦合有限元分析

车身结构声辐射的预测对于噪声的控制和降低有着重要的意义.首先推导了声-固耦合有限元的控制方程,并得到模态参与因子和板块声学贡献量的计算方法;然后以某商务车为研究对象,应用虚拟试验场技术,建立声-固耦合有限元模型,包括车身与汽车室内空腔的有限元模型;选择车身与底盘的连接点作为声学灵敏度分析的激励点,采用声-固耦合有限元法,计算得到各悬置点至驾驶员耳旁的声学灵敏度;从声学灵敏度分析结果中发现,车身模态在共振峰70、138、200 Hz处均存在较大的峰值;研究这三个峰值的频率点及其结构,并计算结构模态和声学模态参与因子以及车身板块的声学贡献量,最终得出对车内声学响应影响最大的板块和结构模态.     

车内空腔声学模态试验与仿真分析

以某中型商用车为研究对象,基于LMSTest．Lab模态分析系统对车内空腔进行了声学模态试验与分析,获取了声学模态频率和模态振型,将声学模态与结构模态频率作对比,可以避开关键频率的声固耦合,减少低频噪声,同时建立该车空腔的有限元模型,进行了声学模态的仿真计算,为车内噪声的研究提供了参考,对改善其车内声学特性具有一定的指导意义。     

车身结构振动与车内噪声声场耦合分析与控制

车内低频噪声直接影响其乘坐舒适性,应用有限元和模态分析技术对汽车车身结构振动和车内噪声耦合问题进行了研究,利用有限元法找出车身结构动态特性和空腔声学特性,与试验模态结果进行比较,两者在低频范围内基本一致。在此基础上,应用声—固耦合理论对该车身结构振动与车内噪声耦合进行了研究,得出的结论为降低由结构振动引起的车内低频噪声提供了理论依据。     

某电动轿车车身结构优化与NVH性能提升

以某电动轿车车身与底盘间主要接附点为激励源,以驾驶员的右耳为响应点,利用装备车身有限元模型和装备车身乘员舱声学空腔有限元模型建立整车声固耦合有限元模型。对整车声固耦合有限元模型进行噪声传递函数分析,结合装备车身模态分析,分析出对噪声传递贡献量比较大的车身部件,并对这些车身部件进行优化,优化后车内声压值有了明显降低,从而达到了提高车身噪声、振动与声振粗糙度(Noise Vibration Harshness,NVH)性能的目的。     

载重汽车驾驶室声场中有限元技术的应用

采用有限元方法对复杂封闭空腔-载重汽车的驾驶室内的耦合声场特性进行研究。利用Hypermesh对模型进行网格划分,通过Abaqus和LMS virtual lab分别计算结构模态和声模态,建立声固耦合模型并对所设计的驾驶室内的声场特性进行分析。研究结果表明,驾驶室内声场主要受结构模态和声模态所影响,结构-声耦合效应并不明显。因此利用有限元技术能够为驾驶室等复杂封闭空腔的结构和声学设计提供理论依据。     

某乘用车白车身模态分析

乘用车的关键组成部分是车身,对其进行模态分析,可以帮助人们对车身结构进行观察,并研究车身的整体结构特性。为探讨车身的模态性能指标,以模态分析相关理论为基础,用CATIA进行白车身的结构建模,导入Hyper Mesh建立白车身的有限元模型。通过Nastran求解器对白车身结构模型进行仿真模态分析,得到仿真条件下白车身的固有频率及对应的各阶振型。有限元分析结果显示,白车身的低阶模态频率高,有良好的低频特性,各阶模态频率值间隔较分散,能有效避免模态之间的耦合,可作为车身结构开发的参考。     

路面激励下的车内低频噪声预测及分析

建立汽车车身结构及车内声腔的有限元模型,并分别对其进行模态分析,获取该车车身结构和车内声腔的模态特性;建立整车多体动力学模型,进行动力学仿真分析,获取路面激励下悬架与车身连接点处的激振力,作为车内耦合声场分析的振源。对车身结构-车内声腔的耦合系统进行车内声场分析,预测低频范围内的车内耦合声场分布和车内场点频率响应曲线。根据分析结果,分别对车内场点声压贡献较大的车身板件提出结构改进方案,从而实现了车内降噪,并提高乘坐舒适感。     

轻型货车车身有限元模态分析与优化设计

论述了模态分析的基本理论,分析了有限元模型的建立过程,建立了桌轻型货车车身结构的有限元模型,计算了其前八阶自由模态和振型。通过分析车身不同阶的模态频率和振型,提出了相应的结构和尺寸改进措施,对车身模态进行了优化设计,使车身具有了更合理的动态特性。     

某城镇客车车身结构噪声特性分析

对某城镇客车车身利用有限元和声学边界元的理论,建立了车身骨架、声腔和声固耦合有限元模型,设置了输入输出场点。对来自发动机的汽车结构噪声使用Virtual Lab进行CAE仿真分析和板块贡献量分析,得出该车内结构噪声的峰值频率和面板贡献系数最大的板块,为之后的降噪处理提供建议。     

考虑不同库水耦合模式的拱坝振动特性分析

为探讨不同库水模型对拱坝结构动力特性的影响,结合拉西瓦工程实例,分别建立附加质量模型与流固耦合(fluid solid interaction,简称FSI)系统耦合模型进行动力特性分析,并将仿真结果与依据小波阈值-经验模态分解联合滤波的随机子空间(stochastic subspace identification,简称SSI)法辨识结果进行对比。结果表明:两种模型均可反映结构的振动特性,附加质量模型计算结果与辨识结果的频率误差为0.41%~7.55%;FSI系统耦合模型计算结果误差为0.09%~3.19%,且同阶次频率误差均比附加质量模型小,相邻阶次的频率间隔相对稳定,弥补了附加质量模型的模态缺失现象。FSI系统耦合模型在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能更全面、准确地反映坝体振动信息,可在拱坝结构动力特性分析中推广应用,亦可作为后续拱坝结构损伤诊断研究的基准有限元模型。     

Viscothermal fluid effects on vibro-acoustic behaviour of double elastic panels

This paper deals with the vibro-acoustic behaviour of two vibrating plates coupled to a viscothermal fluid cavity. The acousto-elastic model is established in dimensionless appropriate form including the effects of viscosity and thermal conductivity of fluid and taking into account the fluid–structure interaction. The finite element method is used for the discretization of the functional of energy, which gives after minimization a symmetrical coupled matrix system in which the acoustic matrices are frequency dependent. For this purpose, an iterative procedure is derived to determine the eigenmodes of the coupled system. The modal approach is adopted to determine the vibro-acoustic system's response which the numerical results show the importance of the viscothermal effects in the case of thin fluid layers.     

重卡驾驶室的声学灵敏度分析

车身的声学灵敏度是指施加于车身的单位力在车内产生的声压,是衡量车辆NVH特性的一种很有效的指标。以某重卡驾驶室为研究对象,建立了其声固耦合系统的有限元模型,通过对驾驶室悬置点施加单位激励,绘制了人耳旁的声压响应曲线图,获得一些驾驶室的结构一声学特性。     

车身结构NVH特性多目标拓扑优化研究

建立了某车身地板结构动力学有限元模型,通过分析自由模态固有频率和多点激励下频率响应,验证了车身地板数值分析模型的有效性。以地板结构各激励点最大振动速度的平方和最小化作为目标函数,建立了多目标拓扑优化模型。通过解读优化结果,提出了地板结构改进方案。改进后的车身地板结构各阶自由模态固有频率增加达10%以上,各激励点速度响应大大降低,NVH特性明显提高。研究表明,减小振动速度的多目标拓扑优化设计是一种改善车身NVH特性的有效方法。     

轿车车身结构动力修改技术应用

应用UG软件建立了某轿车的三维CAD模型，通过接口程序输入ANSYS软件中，对模型进行适当的修改，以进行模型的离散化。对模型的材料、实常数以及约束情况等进行定义后，利用ANSYS提供的求解器进行计算，可以得出模型的各阶模态参数(频率、振型等)。这里基于内积相关度理论，对模型计算结果和实验结果进行频率和振型的相关性分析，以利用试验结果来验证计算结果。在满足相关性的前提下，计算固有频率对车身各钣金件厚度参数的灵敏度，根据使用环境的要求采用结构修改的灵敏度方法对车身结构进行调整，取其中最大的几个作为调整变量或优化设计变量，达到以最小的消耗满足预期的目标。     

燃烧室结构-声耦合特性研究

声振耦合影响燃烧室燃烧稳定性,加剧火焰筒薄壁结构疲劳破坏,声振耦合特性研究对燃烧室燃烧稳定性设计与结构抗疲劳设计非常必要。利用有限元软件建立燃烧室结构-声三维模型,进行燃烧室封闭结构声振耦合特性研究,计算出结构的固有频率和模态振型。通过试验,测量燃烧室声振传递函数,得到燃烧室结构声振耦合固有频率和模态振型。研究表明,声场相当于给结构增加了附加质量,降低了结构固有频率,并产生了特殊的耦合频率。试验验证了有限元计算结果的正确性,从而为燃烧室薄壁结构设计提供了参考。     

基于振动能量分布的模态振型识别及频率继承性分析

在商用车振动系统中,对乘坐舒适性影响最大的是驾驶室悬置和前后主悬架。这两个参数对整车模态频率的分布起着关键的作用。为了研究整车频率分布与两者的关系,本文在整车多体动力学振动模型的基础上,分别建立驾驶室隔振系统模型和悬上质量(驾驶室和车架)隔振系统模型,并且提出以振动能量分布来识别振型的方法,确定整车振动系统中各阶模态来源。最后提出频率继承率的概念,并以此评价识别出的对应模态间联系的密切程度。模态来源与频率继承率将为后续的优化改进提供重要参考。     

管道系统振动声辐射的数值计算方法

基于管道振动的模态分析及谐响应分析,计算管道的声辐射效率,建立结构体振动与其辐射噪声之间的关系。文中首先建立管道的圆柱壳模型,进行管道结构动力学分析,采用有限元方法获得结构表面振动速度;然后根据结构声辐射理论,并且采用边界元法离散积分方程,通过建立管道的声场模型,得到管道结构在谐波激励下的声辐射效率,为降低噪声提供理论依据。计算结果表明,本文所建立的振动和声辐射模型及算法是有效的。